等離子體表面處理在有機(jī)材料中的應(yīng)用

等離子體技術(shù)自20世紀(jì)60年代至今已經(jīng)在人類生活的各個領(lǐng)域有所應(yīng)用,尤其是近年來隨著新材料的不斷發(fā)展,對新材料表面進(jìn)行處理能夠改善材料的耐磨性、抗腐蝕性、潤濕性以及黏結(jié)性等重要性能。因此,等離子體表面改性技術(shù)已經(jīng)成為新材料學(xué)的前沿領(lǐng)域研究。碳纖維復(fù)合材料因其優(yōu)良性能,越來越受到世人關(guān)注。但復(fù)合材料界面層間性能容易損傷,等離子體的出現(xiàn)能很好的解決這種問題。

等離子體表面處理在有機(jī)材料中的應(yīng)用

1.1 表面接觸角及表面能的變化

物體表面接觸角越小,其潤濕性越好。潤濕是黏附的必要條件,材料表面經(jīng)等離子體處理后,由于含氧基團(tuán)被大量的引入,使得表面潤濕性得到明顯改善,因此有利于表面黏黏附性增強(qiáng)。

通常情況下,高分子材料經(jīng)過Ar、O2、N2等氣體等離子體處理后,會在表面引入─COO.H、─C==O、─NH2等基團(tuán),增加表面親水性。

1.2 表面顯微分析

高分子材料經(jīng)過等離子體處理后,表面粗糙度有不同程度的增加,是由于等離子體對材料表面有刻蝕作用,進(jìn)而影響液體在表面的吸附作用,最終使表面潤濕性改變。

1.3 表面黏結(jié)性

對高分子有機(jī)物進(jìn)行表面改性處理,最終目的是能夠增強(qiáng)表面黏結(jié)強(qiáng)度,通過表面潤濕性、粗糙度、表面成分分析等方面的實(shí)驗(yàn)進(jìn)而論證材料表面黏結(jié)強(qiáng)度的改變。

通過等離子體處理其他有機(jī)物、聚合物和復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)可以使材料表面潤濕性、粗糙度、黏結(jié)強(qiáng)度等均發(fā)生較明顯改觀,可以猜想這些分析所得的規(guī)律對樹脂基復(fù)合材料同樣適用,這就為提高樹脂基復(fù)合材料表面黏結(jié)性奠定了基礎(chǔ)。因此,等離子體可以使復(fù)合材料表面表面改性和黏結(jié)性提高,具有很大的發(fā)展、應(yīng)用前景。